DE444464C

DE444464C - Procedure for secret or multiple telephony or telegraphy by means of light rays and high frequency

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Publication number: DE444464C
Application number: DEK94399D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1927-05-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Übermittlung von Nachrichten durch Lichtstrahlen, welche vom Sender zum Empfänger verlaufen und zum Zwecke der Nachrichtengebung mittels telegraphischer Impulse oder Sprache moduliert sind. Sie bezweckt, die Geheimhaltung mit einem höheren Grade von Sicherheit zu gewährleisten, als dies mittels der bisher bekannten "Verfahren möglich ist, ίο oder aber die gleichzeitige Aussendung mehrerer Nachrichten durch dieselbe Lichtquelle zu ermöglichen.The invention relates to the transmission of messages by light beams, which run from the transmitter to the receiver and for the purpose of sending messages by means of telegraphic impulses or Language are modulated. It aims at secrecy with a higher degree of To ensure security than is possible by means of the previously known "procedures, ίο or the simultaneous transmission of several messages by the same light source to enable.

Neben der gewöhnlichen, rein niederfrequenten Lichttelephonie oder -telegraphie, deren Wesen hier als bekannt vorausgesetzt werden darf, ist bereits ein Trägerwellenverfahren vorgeschlagen worden, dadurch gekennzeichnet, daß eine trägheitsfreie Steuereinrichtung für Lichtintensitäten mittels hochfrequenter Schwingungen beeinflußt wird, die im Rhythmus der Telegraphierzeichen bzw. der Sprache moduliert sind. Bei einer solchen Anordnung ist aber die Geheimhaltung deswegen ausgeschlossen, weil sowohl das Auge wie auch andere lichtempfindliche Indikatoren (z. B. Selenzellen) integrierend wirken und deshalb die Modulationen der Trägerwelle bei genügend geringer Frequenz durch das Auge, bei höheren Frequenzen (Sprachfrequenzen) durch die erwähnten Indikatoren wahrgenommen werden. Es gelingt also auf diese Weise nicht, den Empfang geheimzuhalten, da ein Unbefugter lediglich eine Selenzelle o. dgl. in den Gang der zu ihm gelangenden Lichtstrahlen zu stellen braucht, um ohne weiteres die übermittelten Nachrichten aufnehmen zu können.In addition to the usual, purely low-frequency light telephony or telegraphy, the nature of which can be assumed to be known here is already a carrier wave method has been proposed, characterized in that an inertia-free control device for light intensities is influenced by means of high-frequency oscillations that follow the rhythm of the telegraph characters or the language are modulated. With such an arrangement, however, is confidentiality therefore excluded because both the eye and other light-sensitive indicators (e.g. selenium cells) are integrating act and therefore the modulations of the carrier wave at a sufficiently low frequency can be perceived by the eye, at higher frequencies (speech frequencies) by the indicators mentioned. It succeeds So in this way not to keep the receipt secret, as an unauthorized person is only a selenium cell or the like needs to be placed in the path of the light rays reaching it, in order to be able to record the transmitted messages without further ado.

Gemäß der Erfindung wird bei Hochfrequenzlichttelegraphie oder -telephonic der vorstehend beschriebenen Art eine Geheimhaltung dadurch ermöglicht, daß auf die Lichtsteuereinrichtung außer der Trägerfrequenz für die bezweckte Impuls- oder Sprachübermittlung noch eine zweite in be.zug auf die Schwingungszahl von der ersteren abweichende Hochfrequenz wirkt, weiche mit einem Störton oder einer passend gewählten Störfrequenz, die während des Sendens konstant bleiben oder aber in beliebigem Rhythmus verändert werden kann, stark ausmoduliert wird. Die Energieverhältnisse'sind so zu wählen, daß der auf die Störfrequenz entfallende Betrag relativ genügend groß, die Störlautstärke also im \^rerhältnis zur Signallautstärke beträchtlich ist. Auf diese Weise wird vermieden, daß das Auge oder andere Lichtindikatoren die zu übermittelnden Nachrichten direkt aufneh- men können, da sie dabei ein unverständliches Gemisch der beiden Niederfrequenzvorgänge, der zu übermittelnden Sprache oder Telegraphie und der Störfrequenz oder Störimpulse wahrnehmen bzw. wiedergeben. In analoger Weise wird zum Zwecke einer Mehrfachlichttelegraphie oder -telephonie mittels ein und derselben Lichtquelle verfahren, indem man die Lichtintensität durch zwei oder mehrere verschiedene Trägerfrequenzen steuert, von denen jede für sich mit einer ihr zugeordneten Niederfrequenz, entsprechend der zu übermittelnden Sprache oder Tastfrequenz, moduliert ist. Ein wie das menschliche Auge oder eine lichtelektrische Zelle wirkender Detektor würde hierbei ein Gemisch der verschieden zu übermittelnden Niederfrequenzvorgänge, d. h. ebenfalls eine unverständliche Sprache und Tastung empfangen.According to the invention, in high-frequency light telegraphy or telephony of the type described above, secrecy is made possible in that, in addition to the carrier frequency for the intended impulse or voice transmission, a second high frequency, which differs from the former in terms of the number of vibrations, acts on the light control device, soft is strongly modulated with an interfering tone or a suitably selected interfering frequency, which remains constant during the transmission or can be changed in any rhythm. To select the Energieverhältnisse'sind so that the amount attributable to the disturbing frequency, the Störlautstärke is relatively large enough so considerably in \ ^r erhältnis to signal volume. In this way it is avoided that the eye or other light indicators can perceive the messages to be transmitted directly, since they perceive or reproduce an incomprehensible mixture of the two low-frequency processes, the speech or telegraphy to be transmitted and the interference frequency or interference pulses. An analogous procedure is used for multiple light telegraphy or telephony using one and the same light source, in that the light intensity is controlled by two or more different carrier frequencies, each of which is modulated with a low frequency assigned to it, according to the speech or tactile frequency to be transmitted is. A detector acting like the human eye or a photoelectric cell would receive a mixture of the different low-frequency processes to be transmitted, that is to say likewise an incomprehensible speech and touch.

Eine Trennung der verschiedenen niederfrequenten Vorgänge und damit ein regelrechter Empfang ist nun aber mittels abgestimmter hochfrequenter Schwingungskreise möglich, indem man einen Lichtindikator anwendet, der gegenüber hochfrequenten Vorgängen keine Trägheit zeigt, z. B. eine Photozelle, und hinter diese Zelle einen oder mehrere abgestimmte Schwingungskreise schaltet, die infolge der durch ihre Resonanz bewirkten Selektion nur diejenige Trägerwelle empfangen, welche mit der zu übermittelnden go Sprache oder Telegraphie moduliert ist. Voraussetzung ist dafür, daß die Kopplung des abgestimmten Hochfrequenzkreises mit den weiteren Teilen der Empfangsschaltung möglichst wenig von dem Niederfrequenzgemisch mit überträgt, welches im Kreise der Photo-A separation of the various low-frequency processes and thus a regular one Reception is now possible by means of coordinated high-frequency oscillation circuits by using a light indicator, which shows no inertia towards high-frequency processes, e.g. B. a photocell, and one or more tuned oscillation circuits are connected behind this cell, due to the selection brought about by its resonance, only that carrier wave received, which is modulated with the go language or telegraphy to be transmitted. pre-condition is for the coupling of the tuned high-frequency circuit with the other parts of the receiving circuit as possible little of the low-frequency mixture that is transmitted in the photo-

zelle infolge* ihrer Gleichrichterwirkung auftritt. Die Kopplung wird also zweckmäßig möglichst lose gemacht. Das Weitere gestaltet sich genau wie bei den Empfängern drahtloser elektrischer Wellen. Es kann also beliebige Hochfrequenzverstärkung vor dem Detektor angewendet werden. Man kann aber auch die sogenannten Audionempfangsschaltungen mit auf die Hochfrequenz abgestimmtem Gitterkreis anwenden, gegebenenfalls mit Rückkopplung auf diesen Kreis. In beiden Fällen kann außerdem hinter dem als Detektor wirkenden Organ eine beliebige Niederfrequenzverstärkung hinzugefügt werden. cell occurs as a result of * its rectifying effect. The coupling is therefore expediently made as loose as possible. The rest of the process is exactly the same as with the recipients wireless electric waves. So there can be any high frequency amplification before Detector can be applied. But you can also use the so-called audio receiving circuits Apply with a grid circle tuned to the high frequency, if necessary with feedback on this circle. In both cases, the as Any low frequency gain can be added to the detector acting organ.

Als Lichtsteuerorgan kommt für den Zweck der Erfindung jedes Mittel in Betracht, welches gegenüber hohen Frequenzen genügend trägheitsfrei ist. Besonders wirksam ist eine die Steuerung der Lichtintensität bewirkende Kerrzelle, in der die elektrische Doppelbrechung im Felde eines Kondensators ausgenutzt wird, um mit Hilfe einer Polarisationsoptik die Helligkeit elektrisch zu steuern. Die Hochfrequenz zum Steuern der Zelle wird in einfacher Weise mittels eines Hochfrequenzgenerators, z. B. mittels einer in Senderschaltung arbeitenden Elektronenröhre, erhalten, deren Gitter im Takte der TeIegraphierzeichen getastet bzw. im Rhythmus der Sprachschwingungen moduliert wird. Die Kerrzelle wird am einfachsten mit zwei oder mehreren derartigen Schwingungskreisen ge-, koppelt, wobei die Trägerhochfrequenz jedes Schwingungskreises mit den auf ihr zu übermittelnden Tast- bzw. Sprachfrequenzen oder aber Störfrequenzen moduliert ist.Any means can be used as a light control element for the purpose of the invention is sufficiently inert to high frequencies. One is particularly effective the control of the light intensity causing the Kerr cell, in which the electrical birefringence in the field of a capacitor is exploited to with the help of polarization optics to control the brightness electrically. The high frequency for controlling the cell is generated in a simple manner by means of a high frequency generator, z. B. by means of an electron tube operating in a transmitter circuit, whose grid is in time with the TeIegraphierzeichen is palpated or modulated in the rhythm of the speech oscillations. the Kerr cell is most easily generated with two or more such oscillation circles, couples, the high frequency carrier of each oscillating circuit with the one to be transmitted on it Tactile or speech frequencies or interference frequencies is modulated.

Man kann aber auch so verfahren, daß man das zu steuernde Licht durch getrennte Kerrkondensatoren hintereinander hindurchschickt, von denen jeder mit einer modulierten Trägerwelle allein gesteuert wird.But you can also proceed in such a way that the light to be controlled is passed through separate Kerr capacitors one after the other, each with a modulated carrier wave is controlled alone.

Zur noch vollständigeren Geheimhaltung der Kachrichtenübermittlung kann von der Tatsache Gebrauch gemacht werden, daß das durch die Kerrzelle tretende Licht polarisiert ist. Es ist demnach ein Empfang der richtigen Lichtwerte nur mit Hilfe eines in der richtigen Ebene eingestellten Analysators möglich. Verlegt man den Analysator, der gewöhnlich unmittelbar hinter der Kerrzelle, also beim Sender, liegt, an den Ort des Empfängers, wo er vor den Lichtindikator geschaltet wird, so kann nur ein so ausgerüsteter Empfänger etwas von der Lichtsendung wahrnehmen, während ein unbewaffnetes Lichtempfangsorgan dazu nicht imstande ist.For even more complete secrecy of the message transmission, the The fact that the light passing through the Kerr cell is polarized is. It is therefore only possible to receive the correct light values with the help of one in the correct level set analyzer possible. If you move the analyzer, the usually immediately behind the Kerr cell, i.e. at the transmitter, at the location of the Receiver, where it is switched in front of the light indicator, only one equipped in this way can Receiver perceive something of the light transmission while an unarmed one Light receiving organ is not able to do so.

Die Zeichnung stellt eine erfindungsgemäße Ausführungsform dar. Links ist der Senderteil, rechts der Empfängerteil abgebildet; beide sind lediglich durch die gesteuerten Lichtstrahlen miteinander verbunden. Die von der Senderlichtquelle 1 ausgehenden Strahlen werden durch eine Linse 2 konvergent gemacht, passieren ein Polarisationsprisma 3 und treten hierauf durch ein spaltförmiges Kondensatorfeld einer die Steuerung der Lichtintensität bewirkenden Kerrzelle-4 hindurch, welche z. B. mit Nitrobenzol gefüllt ist. Hierauf passieren sie einen Analysator 5 und werden durch eine Linse 6 möglichst parallel gemacht. Am Empfänger ist ein Parabolspiegel 7 angeordnet, welcher die ankommenden Lichtstrahlen auf eine photoelektrisch empfindliche Fläche einer Photozelle 8 konzentriert.The drawing shows an embodiment of the invention. On the left is the transmitter part, the receiver part is shown on the right; both are only connected to one another by the controlled light beams. the Beams emanating from the transmitter light source 1 are converged by a lens 2 made, pass a polarization prism 3 and step on it through a slit-shaped Capacitor field of a Kerr cell 4 that controls the light intensity through which z. B. is filled with nitrobenzene. They then pass an analyzer 5 and are made as parallel as possible by a lens 6. At the recipient a parabolic mirror 7 is arranged, which the incoming light rays on a photoelectrically sensitive area of a photocell 8 concentrated.

Um die Kerrzelle 4 mit den beiden erwähnten Trägerfrequenzen, von denen die eine z. B. mit der zu übermittelnden Sprache, die andere mit einer Störfrequenz moduliert sein soll, zu steuern, sind zwei auf verschiedene Wellen abgestimmte Röhrenhochfrequenzgeneratoren 9 und 10 in normaler Rückkopplungsschaltung vorgesehen. Die Schwingkreise sind entsprechend mit 11 und 12 bezeichnet. Die Modulation der beiden durch 9 und 10 erzeugten verschiedenen Trägerfrequenzen kann nach beliebigen bekannten Verfahren erfolgen, z. B. durch Beeinflussung des Gittergleichstromes, durch eine Gitterdrossel, durch niederfrequente Änderung der Schwingkreiskapazität usw. In der Abbildung ist der Einfachheit halber der letztgenannte Fall angenommen. Parallel zu den Schwingkreiskondensatoren 13 und 14 sind kapazitive Mikrophone 15 und 16 geschaltet, deren Kapazität sich beim Besprechen bzw. beim Auftreffen des Störtones ändert. Mit den Kreisen 11 und 12 sind zwei hintereinandergeschaltete abstimmbare Kreise 17 und 18 gekoppelt, welche mit einer Gleichspannungsquelle 19 zusammen im Stromkreise der beiden Elektroden der Kerrzelle 4 liegen. Die Gleichspannungsquelle 19 hat den Zweck, eine solche Vorspannung an den Kerrkondensator zu legen, daß die darüber gelagerten hochfrequenten Wechselamplituden entsprechend dem quadratischen Steuergesetz der Kerrzelle relativ klein gehalten werden können. Da nämlich die Aufhellung, welche die Kerrzelle bei gekreuzten Nicols 3 bzw. 5 liefert, dem Quadrat der angelegten Spannung proportional ist, pflegt man so zu arbeiten, daß man die Gleichspannung auf einen Betrag einstellt, der bereits beginnende ' Aufhellung ergibt. Eine kleine Erhöhung der Spannung durch eine darüber gelagerte Steuerspannung bewirkt dann bereits volle Aufhellung.To the Kerr cell 4 with the two carrier frequencies mentioned, of which the a z. B. with the language to be transmitted, the other modulated with an interference frequency should be to control, are two tube high-frequency generators tuned to different waves 9 and 10 provided in normal feedback circuit. The oscillating circles are designated by 11 and 12, respectively. The modulation of the two through 9 and 10 generated different carrier frequencies can be according to any known Procedures take place, e.g. B. by influencing the grid direct current, by a grid choke, by low-frequency change in the resonant circuit capacitance, etc. In the illustration, the latter is for the sake of simplicity Case accepted. In parallel with the resonant circuit capacitors 13 and 14 are capacitive microphones 15 and 16 switched, the capacity of which changes during discussion or changes when the interfering sound is encountered. With the circles 11 and 12 there are two connected in series tunable circuits 17 and 18 coupled to a DC voltage source 19 lie together in the circuit of the two electrodes of the Kerr cell 4. The DC voltage source 19 has the purpose of applying such a bias to the Kerr capacitor to lay that the superimposed high-frequency change amplitudes accordingly the quadratic tax law of the Kerr cell can be kept relatively small can. Because the lightening, which the Kerr cell in crossed Nicols 3 and 5 supplies, is proportional to the square of the applied voltage, is used in this way work that the DC voltage is set to an amount that is already beginning ' Lightening results. A small increase in tension by a superimposed one Control voltage then already causes full brightening.

Der Kreis 17 ist mit dem Kreis 11 gleichgestimmt und sehr lose gekoppelt; des-The circle 17 is in tune with the circle 11 and very loosely coupled; of-

gleichen der Kreis 18 mit dem Kreis 12. Dies bedingt, daß die geringen Frequenzänderungen, welche sich beim Besprechen der kapazitiven Mikrophone 15 bzw. 16 durch Änderung der Gesamtkapazität der Schwingkreise 11 und 12 in diesen ergeben, in den Kreisen 17 bzw. 18 als niederfrequente Änderungen der Amplituden der Abstimmungswellen auftreten. Diese beiden Abstimmungswellen von 17 und 18 mit ihren niederfrequenten Amplitudenänderungen (Modulationen) überlagern sich der Gleichspannung von 19 an den Elektroden der Kerrzelle 4 und steuern somit den Lichtdurchlaß derselben in zwei verschiedenen, für sich modulierten Trägerfrequenzen.same circle 18 with circle 12. This This means that the small frequency changes that occur when talking about the capacitive microphones 15 and 16, respectively Change in the total capacity of the oscillating circuits 11 and 12 in this result in the Circles 17 and 18 occur as low-frequency changes in the amplitudes of the tuning waves. These two voting waves of 17 and 18 with their low-frequency amplitude changes (modulations) The DC voltage of 19 is superimposed on the electrodes of the Kerr cell 4 and thus control the light transmission of the same in two different, individually modulated Carrier frequencies.

Ein in den Strahlengang eines solchen Lichttelephoniesenders gebrachter, intergrierend wirkender Lichtdetektor, wie z. B. die Photozelle 8, würde die beiden Niederfrequenzvorgänge direkt hörbar machen, z. B. in einem Telephon, das in den Stromkreis der Selenzelle 8 geschaltet ist. Wenn der Störton in passender Stärke und Frequenz gewählt ist, wird die übertragene Sprache unverständlich sein und daher geheim bleiben, da sie vollkommen durch den Störton verdeckt ist. Ein genügend trägheitslos arbeitender und daher der Hochfrequenz folgender Lichtdetektor dagegen ermöglicht die Aussiebung gegenüber dem Störton in folgender Weise:One brought into the beam path of such a light telephone transmitter, integrating acting light detector, such. B. the photocell 8, the two low frequency processes would make directly audible, e.g. B. in a telephone that is connected to the circuit of the selenium cell 8. If the annoyance is selected in the appropriate strength and frequency, the transmitted speech will be incomprehensible and therefore remain secret, because it is completely covered by the interfering sound. A sufficiently inertial one and therefore the light detector following the high frequency, on the other hand, enables the screening against the interfering sound in the following Way:

Die Photozelle 8 ist ein solcher Detektor, der den hochfrequenten Schwingungen zu folgen vermag. Die Zelle 8 liegt in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle 20 und einem Widerstände 21, dessen Enden mit dem Gitter und der Kathode einer Verstärkerröhre 22 verbunden sind. Die in dieser Verstärkerschaltung notwendigen Anoden- und Gitterspannungsbatterien sind nicht besonders bezeichnet, da deren Zweck und Anordnung als hinlänglich bekannt vorausgesetzt werden dürfen. Wenn nun die photoelektrisch empfindliche Fläche der Zelle 8 Belichtungsänderungen erfährt, so ergeben sich in dem Widerstand 21 entsprechende Änderungen des Spannungsabfalls, die infolge der Verstärkerwirkung der Röhre 22 sich als entsprechende Änderungen des Anodenstromes bemerkbar machen. Der Anodenkreis der Röhre 22 ist durch eine Spule 23 mit dem abstimmbaren Gitterkreis eines weiteren Hochfrequenzverstärkers 24 gekoppelt. Der ab-55' stimmbare Gitterkreis ist mit 25 bezeichnet. Dieser Abstimmung zufolge werden nur diejenigen hochfrequenten Schwankungen auf das Gitter der Röhre 24 übertragen, welche der gewünschten Trägerwelle "^entsprechen, d.h. derjenigen, welche die zu übermittelnde Sprache enthält. Die andere Trägerwelle, welche den Störton enthält, wird durch die Abstimmung von 25 ausgesondert. Der Anodenkreis des Rohres 24 enthält eine Drossel 26, von der die Energie in bekannter Weise in Audionschaltung auf das Rohr 27 übertragen wird. Dieses macht die Niederfrequenz in dem Telephon 28 hörbar.The photocell 8 is such a detector that the high-frequency vibrations able to follow. The cell 8 is in series with a DC voltage source 20 and a Resistors 21, the ends of which with the grid and the cathode of an amplifier tube 22 are connected. The ones in this amplifier circuit necessary anode and grid voltage batteries are not specifically designated, as their purpose and arrangement can be assumed to be sufficiently known. If now the photoelectric Sensitive area of the cell 8 experiences changes in exposure, so result in the Resistor 21 corresponds to changes in the voltage drop which occur as a result of the amplifier effect of the tube 22 become noticeable as corresponding changes in the anode current. The anode circle of the Tube 22 is through a coil 23 with the tunable grid circuit of another high frequency amplifier 24 coupled. The grid circle that can be tuned from 55 'is labeled 25. According to this vote, only those will transmit high-frequency fluctuations to the grating of the tube 24, which correspond to the desired carrier wave "^, i.e. that which contains the language to be transmitted. The other carrier wave, which contains the interfering sound is eliminated by the vote of 25. Of the The anode circuit of the tube 24 contains a choke 26, from which the energy is known Way is transmitted to the pipe 27 in audio circuit. This makes the low frequency audible on telephone 28.

Claims

Patent claims:

i. Procedure for secret or quadruple telephony or telegraphic by means of light rays and high frequency, characterized in that a light intensity control element (4), which is inertia-free compared to the high 'carrier frequencies used (of 17, 18), two or several carrier waves act, each of which by a low-frequency process assigned to it (at 15, 16), ent- ~ Speaking of the language to be transmitted or telegraphic, or according to a constant or changeable one Interference frequency, is modulated, and that at the receiver the separation of the carrier frequencies (at 21) through tuned high-frequency oscillation circles (22,24) are generated by the photoelectrically sensitive receiving organ (8) the recipient will be excited.

2. The method according to claim 1, characterized in that the light intensity control member a Kerr cell (4), electrical birefringence in the field of a capacitor, in which high-frequency light telephony or telegraphy circuit (17, 18, 19) is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that the different modulated carrier frequencies (17, 18) on one and the same Kerr cell (4) at the same time act.

4. The method according to claim 1, characterized in that each of the carrier frequencies acts on a special Kerr cell and the different Kerr cells are connected in series in the light beam path are.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the analyzer (5) for the polarized light coming from the Kerr cell (4) not immediately behind it, i.e. H. on the transmitter side, switched on but is upstream of the light indicator (8) of the receiver.

1 sheet of drawings.